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杂交瘤技术和单克隆抗体技术.ppt
3、免疫系统含有109以上淋巴细胞遍布全身,保证了它们在 任何部位都能迅速反应。淋巴细胞由骨髓中的原始干细胞不 断产生,经血液及淋巴系统循环,暂时停顿并积聚于称作淋 巴器官的特异化的结构中,在哺乳动物中就是淋巴结和肝脏。 在免疫反应过程中,免疫原积聚于一个淋巴器官中,这个淋 巴器官就变成了免疫反应的焦点。
七、一个有效免疫系统的成熟是由广泛的细胞间信பைடு நூலகம்交换来 调节的。
第二节、抗体分子
抗体是具有共同结构和功能形式的一大类糖蛋白。抗体分 成五类:IgG、IgM、IgA、IgE和IgD(见表2-1)。
一、IgG类抗体有两个相同的抗原结合位点 含有抗原结合位点的两个区域被称作Fab片段,涉及到免 疫调节的蛋白区称作Fc片段,在Fab和Fc片段之间的部分称 作铰链区。
对于鼠,大体积注射常采用腹腔注射,若需缓慢释放则
采用肌注或皮下注射,若需立即释放宜采用静脉注射。
对于鼠来说,第二次和第三次免疫应间隔至少3周。 对于兔来说,每3~6周注射一次。 超免疫化动物血清主要含IgG抗体。其实质部分为特异性 抗体。抗原特异的IgG水平可达1mg/ml,这几乎等于血清中 总IgG水平的10%。
二、抗原来源
开始一个免疫程序之前,对制备抗原的考虑主要于抗原 所需的剂量和纯度。这应基于预计产生抗体的用途。如果
仅仅需要识别相应抗原的高特异性抗体,那么抗原必须要 相当纯,或抗原制备物用于制备单克隆抗体。
1、纯抗原 2、从聚丙烯酰胺凝胶中纯化抗原。 3、半抗原:半抗原若被偶联于大的蛋白分子上就能被 用于诱发抗体。半抗原起抗原决定簇作用,与B细胞表面 抗体结合,载体提供II级T细胞受体结合位点。总之,半 抗原应被偶联于可溶性载体上,如BSA。 4、合成多肽也要连接到载体上。
四、免疫系统能将外来微生物和分子与自身成分区别开来。
五、系统记忆每一次与外来抗原的遭遇
免疫反应遇到同一抗原时一次比一次强,具有特异性。免 疫记忆可以延续动物终生。
六、免疫反应的许多性质是通过克隆选择确定的
一种抗原活化一种淋巴细胞。当淋巴细胞表面受体结合 抗原时,B淋巴细胞就被活化,分泌抗体被刺激而增殖(急 剧分裂克隆)。
九、这些重组及其它机制产生了无数的抗原结合位点。 十、等位基因排斥确保在任一B细胞中只有重新排列的一 个轻链和一个重链被表达。产生不同重链和轻链的基因重组 不总是产生一个功能基因,在B细胞分化过程中,轻链重排 开始于κ区内。然后,若二倍体基因中的一个首先重排,产 生一个功能性等位基因,另一个拷贝则进行重组。若二个重 组都产生非功能性等位基因,那么重组就要λ位点开始,以同 样的机制产生功能性重链。一旦重组产生一个功能性抗体, 一个未知的机制就制止进一步重组。将抗原性结合位点固定 ,直到细胞死亡。这个机制叫等位基因排斥。它可以解释为 什么B淋巴细胞分泌的只有一种抗原结合位点的抗体和抗体 只有一种类型的轻链。 十一、其它:重组被用于生产各种类和亚类的抗体。
B细胞:分泌抗体,并在细胞表面携带同一抗体的修饰型, 功能相当于受体。
毒性T细胞:携带结合抗原的细胞表面受体。 辅助T细胞:在控制B细胞和细胞毒性T细胞反应方面起关 键的调节作用。
体液介导的适应性免疫反应:体液反应引发产生可结合外 来抗原的循环抗体,由B淋巴细胞产生,由辅助T淋巴细胞 介导是抗体技术的基础。
淋巴细胞杂交瘤与单克隆抗体技术
1960年,法国的Barski等首先发现,两种不同类型的细 胞在混合培养的过程中会自发融合形成融合细胞。与此同 时,日本的Okada也发现紫外线灭活的仙台病毒(Sandai virus)可以诱发艾氏腹水瘤细胞相互融合,在此基础上用灭 活的仙台病毒诱导产生了第一个种间的杂交细胞。
氨基酸、 核苷酸库
氨基 蝶呤A
次黄嘌呤H 肌苷酸
脱氧核苷酸
次黄嘌呤磷酸核糖 转移酶(HGPRT)
胸腺嘧 啶核苷T
dGTP、 dTTP
DNA 合成
胸腺嘧啶核苷 激酶(TK)
杂种细胞的筛选:细胞融合带有一定的随机性, 除不同亲本细胞间的融合外,还伴有各亲本细胞的 自身融合。因此,在紧随细胞融合之后,必须设法 把含有两亲本细胞染色体的杂种细胞分离或筛选出 来。最简便的办法无疑是应用选择培养基,使亲本 细胞死亡,而仅让杂种细胞存活下来。为此,已先 后利用亲本细胞的药物抗性、营养缺陷型和温度敏 感性等遗传标记,建立了多种选择系统,并已成功 地用于杂种细胞的筛选。
一、免疫原性
许多外源分子、病毒或细胞单纯注射在实验动物体内能 引起强的抗体反应,而一些物质却不能,对于这些情况, 常可通过修饰抗原或改变宿主而使免疫系统反应增加。
好的免疫原分子必须具备以下条件: 1、抗原结合于原始B细胞表面抗体分子对于抗体反应是 绝对必要的。这个结合决定了产生抗体的特异性。因为表 面抗体分子上的抗原决定位点与分泌抗体的结合位点是一 致的。 2、它必须能促进B细胞与辅助T细胞间的信息交换。这 要求在两个细胞间有物理连接。即有一个位点被II级蛋白 及T细胞受体所识别。 3、通常它必须可被降解。
一个重链的可变区和一个轻链的可变区结合形成一个抗原 结合位点。可变区的异质性提供了动物有效进行免疫反应所 需的无数结合位点的基础。序列异质性并不是由整个可变区 的每一部分决定的,而是集中在与抗原接触的位点上。多数 可变性决定于每一个链的三个短区,它们形成轻链的三个超 变区和重链的三个超变区。这些超变区形成抗原抗体结合的 接触残基的主体,同时这些超变区位于扩展进入抗原反应区 的短环上。由于它们是实际的抗原结合位点,故被认为是互 补决定区。
第四讲 杂交瘤细胞和单克隆抗体技术
第一节、免疫的基本知识
一、免疫系统:分非适应性免疫和适应性免疫两类。 1、非适应性免疫是由非特异性反应的细胞介导的。如:巨 噬细胞的吞噬作用,泌细胞分泌的溶菌酶,以及中性细胞造 成的细胞裂解机制。 2、适应性免疫:是针对特定分子,而且可经反复暴露于外 源分子使之加强淋巴细胞合成细胞表面受体或分泌特异性蛋 白结合外源分子。这些分泌的蛋白称为抗体;可与抗体结合 的分子被称为抗原。当一个分子被用于诱导适应性反应时, 这个分子就被叫做免疫原。
1976年Kohler和Milstein创建了一个方法,他们将分泌一 种特异性抗体的B细胞和体外持续生长的浆细胞瘤融合,产 生的杂交细胞克隆表达了抗体生成的正常B细胞和浆细胞瘤 细胞的免疫球蛋白基因,同时也具有在体外无限增殖的能 力。为此创造了杂交瘤(hybridoma)这个名词,以描述一个 正常抗体生成细胞和一个浆细胞瘤细胞的融合产物。由于 他们的重要科学贡献,Kohler和Milstein在1984年荣获了诺 贝尔医学生理奖。
四、抗体重链的分子结构
重链的序列也存在可变区和恒定区(图2-1)。IgG重链含 有一个可变区和三个恒定区,每区含110个氨基酸,其它重 链含有附加的恒定区。
IgG重链序列也显示γ链有四种亚类,即:IgG1、IgG2a、 IgG2b和IgG3。鼠重链多肽编码区在第12染色体上。
五、重链和轻链的可变区形成抗原结合位点
HAT选择培养基:HAT培养基是指在细胞培养基中加有次黄 嘌呤(H)、氨基喋呤(A)或氮丝氨酸(A)和胸腺嘧啶核 苷(T)的培养基。细胞为合成DNA所需要的嘌呤和嘧啶,可 由两条途径获得。一条为主要途径,即从磷酸核糖焦磷酸 (PRPP)和谷氨酰胺合成肌苷酸(IMP),进而转变为脱氧 鸟苷三磷酸(dGTP),及从脱氧尿苷酸(dUMP)合成脱氧 胸苷酸(dTMP),再转变为脱氧胸苷三磷酸(dTTP)。这 一合成途径,可为加入的会抑制为嘌呤或嘧啶合成提供甲基的 二氢叶酸还原酶的叶酸类似物A所阻断。此时,只有HGPRT+ 和TK+细胞才能通过另一条应急途径,利用外加的核苷酸的 “前体”H来合成IMP和利用T来合成dTMP,而得以有活下 来。相反,HGPRT-和TK-细胞则将因无法利用H和T来合成 DNA而死亡。因此,在HGPRT-和TK-细胞融合后,应用 HAT培养基即可将通过基因互补而同时获得HGPRT和TK酶 的杂种细胞筛选出来。
细胞介导的适应性免疫反应:毒性T淋巴细胞结合于外来 或感染的细胞,随后将这些细胞裂解,辅助T细胞参与该反 应。 二、免疫系统能特异性地对无数种分子反应。
免疫系统持续地受无数抗原刺激。免疫系统的一个主要形 式是它能合成大量的抗体及细胞表面受体。各个带有不同抗 原结合位点的抗体和T细胞受体与外来分子的结合提供了免 疫反应特异性的基础。
重链分子量为5.5kDlt;轻链分子量为2.5kDlt。 二、不同类型抗体的区别
IgG、IgM、IgA、IgE和IgD因重链形式不同而有所区别。 它们的重链分别称作γ、μ、α、ε和δ。
重链的不同使这些蛋白具有不同形式的免疫功能,并且在 完成反应成熟的不同阶段发挥作用。这些差异主要是由于Fc 片段上的蛋白序列不同所致。
轻链只有两种:κ、λ。
三、抗体轻链的分子结构
比较轻链的氨基酸结构发现,轻链有一个恒定区和一个可 变区。轻链由220个氨基酸组成,分为两个区,每个区由大 约110个氨基酸组成。-NH2末端那半部分是异源性的,称为 可变区(V);羧基末端那部分称为恒定区(C)。
恒定区有两种类型:一种是决定κ轻链的,另一种是决定 λ轻链的。κ轻链基因位于第6染色体上,而λ轻链的基因则 位于第16染色体上。
三、动物免疫
1、动物选择 Balb/c小鼠,6~8周龄;兔子生后约12周。 动物数:小鼠4~6只;兔子2~4只。
2、佐剂 免疫反应的非特异性刺激物叫做佐剂,诱导对可溶性抗原
的抗体反应必须使用佐剂。但对颗粒性抗原或全细胞抗原则 不是必须的。
佐剂包含两种因素:一是佐剂是储备性物质以防止抗原迅 速代谢;二是佐剂必须是可以非特异性地刺激免疫反应的物 质。实验时一般是将水溶液注入到佐剂中。 3、抗原剂量
六、功能性κ、λ轻链和重链基因的一个明显特征是在所有 细胞中这些基因转录后的选择性剪接是不同的(见图2)。 200个V区,4个功能性J区。
七、形成λ轻链pre-mRNA外显子也要重排(图3)。V-JC-J-C。